- นักวิทยาศาสตร์ในสหราชอาณาจักร ที่ห้องปฏิบัติการ JET ฝ่าทางตันการใช้ปฏิกิริยา นิวเคลียร์ฟิวชัน ในการผลิตพลังงานอีกครั้ง โดยทำลายสถิติการผลิตพลังงานที่ทำไว้เมื่อ 25 ปีก่อนมากกว่าเท่าตัว
- นิวเคลียร์ฟิวชันเป็นกระบวนการผลิตพลังงานแบบเดียวกับที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์ ถูกมองว่าเป็นพลังงานแห่งอนาคต ที่ใช้พลังงานในการผลิตน้อยและไม่มีการเผาไหมคาร์บอน
- หลังจากนี้ การทดลองที่ JET จะถูกส่งไม้ต่อไปยังที่อื่นๆ หนึ่งในนั้นคือห้องปฏิบัติการ ITER ที่ฝรั่งเศส ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่า จะเอาชนะจุดอ่อนเรื่องการใช้พลังงานได้สำเร็จ
นักวิทยาศาสตร์ขยับเข้าใกล้การนำปฏิกิริยา ‘นิวเคลียร์ฟิวชัน’ มาใช้เป็นแหล่งพลังงานใหม่ให้แก่มนุษยชาติเข้าไปอีกขั้น หลังจากเมื่อวันพุธที่ 9 ก.พ. 2565 ทีมจากห้องปฏิบัติการ Joint European Torus (JET) ในออกซ์ฟอร์ดประสบความสำเร็จในการใช้ปฏิกิริยาที่ว่า ผลิตพลังงานได้ถึง 59 เมกะจูล ภายในเวลา 5 วินาที ซึ่งมากกว่าสถิติก่อนหน้านี้ที่ทำไว้ตั้งแต่ปี 2540 เกิน 2 เท่า
นิวเคลียร์ฟิวชันเป็นกระบวนการผลิตพลังงานแบบเดียวกับที่ทำให้ดาวฤกษ์ต่างๆ รวมถึง ดวงอาทิตย์ของเราเปล่งแสงสว่างออกมา และถูกมองว่าเป็นแหล่งพลังงานแห่งอนาคต เนื่องจากในทางทฤษฎี มันไม่ต้องการเชื้อเพลิงจำนวนมากในการผลิต และก่อให้เกิดกากกัมมันตรังสีปริมาณเพียงเล็กน้อยและคงอยู่ในระยะเวลาสั้นๆ และที่สำคัญ ไม่ต้องเผาคาร์บอน ไม่ผลิตก๊าซเรือนกระจก
แม้ว่าในความเป็นจริงแล้ว พลังงาน 59 เมกะจูล ที่ผลิตออกมาได้นั้น ไม่ใช้ปริมาณที่มากมายนัก เพียงพอต้มน้ำได้ราว 60 กาเท่านั้น แต่สิ่งที่เกิดขึ้นที่ JET นับเป็นการฝ่าทางตันครั้งใหญ่ และจะถูกนำไปใช้ในการสร้างเตาปฏิกรณ์ขนาดใหญ่กว่าซึ่งกำลังมีการก่อสร้างที่ฝรั่งเศส เพื่อไขว่คว้าหนทางผลิตพลังงานเกือบไร้ขีดจำกัดที่จะเกิดขึ้นในอนาคต
นิวเคลียร์ฟิวชันคืออะไร?
การใช้พลังงานนิวเคลียร์นั้น มีด้วยกัน 2 วิธีคือ 1.การทำปฏิกิริยา “ฟิสชัน” (Fission) ที่โรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ในปัจจุบันใช้กันอยู่ และ 2.การทำปฏิกิริยา “ฟิวชัน” (Fusion)
ในการทำปฏิกิริยาฟิสชัน จะใช้การแตกแยกอะตอมหนักของยูเรเนียมออกมาเป็นอะตอมขนาดเล็กกว่า เพื่อปลดปล่อยพลังงานออกมา ส่วนกระบวนการฟิวชันนั้นตรงกันข้าม โดยจะใช้อะตอมเบารวมเข้าสู่อะตอมที่หนักกว่า เพื่อปล่อยพลังงานออกมา แบบเดียวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในแกนพลาสมาของดวงอาทิตย์
แต่ตามปกติแล้ว อะตอมจะผลักกันและกัน ทำให้ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงเกินจินตนาการเพื่อเร่งความเร็วของพวกมัน ให้เคลื่อนที่เร็วมากพอจนกระทั่งชน และรวมเข้าด้วยกัน
เกิดอะไรขึ้นที่ JET?
UK ฝ่าทางตัน ‘นิวเคลียร์ฟิวชัน’ เบิกร่องสู่พลังงานใหม่แห่งอนาคต
ก้าวต่อไปหลังจากนี้
จุดอ่อนใหญ่หลวงที่สุดของทดลองทำปฏิกิริยาฟิวชันตลอดช่วงหลายสิบปีที่ผ่านมา คือ ใช้พลังงานในการทดลองมากกว่าพลังงานที่ผลิตออกมาได้ โดยที่ JET นักวิทยาศาสตร์ต้องติดตั้งล้อตุนกำลัง (flywheel) ซึ่งกินไฟถึง 500 เมกะวัตต์เอาไว้ถึง 2 เครื่อง แต่ข่าวดีคือ การทดลองนี้ทำให้เห็นหลักฐานชัดเจนว่า ข้อเสียนี้สามารถลบล้างได้ด้วยการเพิ่มจำนวนพลาสมาที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับผลิตพลังงานให้มากขึ้น
ข้อมูลจากการทดลองที่ JET จะถูกนำไปใช้สร้างเตาปฏิกรณ์ขนาดใหญ่กว่าชื่อ “เตาปฏิกรณ์ทดลองปฏิกิริยานิวเคลียร์ความร้อนระหว่างประเทศ” (International Thermonuclear Experiment Reactor : ITER) ที่ประเทศฝรั่งเศส โดยจะปรับปรุงให้เก็บพลาสมาในโทคาแมคได้มากกว่าที่ JET ถึง 10 เท่า และจะติดตั้งระบบทำความเย็นภายในให้แก่อุปกรณ์สร้างแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย
คาดกันว่า ITER จะเริ่มทำการทดลองพลาสมาได้ในปี 2568 โดยนักวิทยาศาสตร์หวังให้ศูนย์ปฏิบัติการแห่งนี้สามารถก้าวข้ามจุดอ่อนเรื่องการใช้พลังงานได้สำเร็จ ส่วนโรงงานไฟฟ้าพาณิชย์ที่จะเกิดขึ้นตามมาหลังจากนั้น ก็ควรผลิตพลังงานให้ได้มากกว่าที่ใช้ไป เพื่อป้อนให้แก่ระบบไฟฟ้าต่างๆ
อย่างไรก็ตาม การทดลองปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันนั้นเป็นการเดินทางระยะไกล นักวิทยาศาสตร์กว่า 300 คนที่ทำงานที่ JET กำลังส่งไม้ต่อการวิจัยไปข้างหน้า ท่ามกลางความท้าทายทางเทคนิคอีกมากมาย ซึ่งนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรร่วม 5,000 คนที่สถาบัน “ยูโรฟิวชัน” (Eurofusion) กำลังร่วมมือกันหาทางแก้ไข
ผู้เขียน : ทิตชนม์ สว่างศรี
ที่มา : DW , BBC , independent
